天津市南开区2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份天津市南开区2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析），共27页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。答卷前，考生务必用黑水笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡上相应位置。答题时，务必将答案涂写在答题卡上相应位置。答在试卷上无效。考后请将答题卡交回。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（每题4分，共32分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的）
1. 物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学家们通过实验来探究自然界的物理规律，为人类进步做出了巨大贡献。下列说法符合史实的是（ ）
A. 卢瑟福最先发现了天然放射现象
B. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构
C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
D. 贝克勒尔用α粒子轰击铍核发现了中子
2. 下列关于简谐运动和简谐波的说法正确的是（ ）
A. 波在传播过程中，参与振动质点的振动周期等于波源的振动周期
B. 如果波源停止振动，波在介质中的传播也立即停止
C. 只改变单摆（摆角小于）的振幅，其周期也会相应改变
D. 当声源与观察者相互靠近时，观察者所接收波的频率小于声源振动的频率
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越明显
B. 某气体摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为，则该气体分子的体积为
C. 两个分子的间距从很远处逐渐减小到很难再靠近的过程，分子间的作用力先减小⁻后增大，分子势能先增大后减小
D. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，并且所有分子的速率都增大
4. 光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域，下列关于光学现象的说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象
B. 如图乙所示，观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是纵波
C. 让激光束通过两个狭缝，可观察到光屏上出现如图丙所示条纹，该条纹间距相等，且光的波长越大，条纹间距越大
D. 如丁图所示，激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，则实验现象更明显
5. 在医学上，可用放射性同位素锶制成表面敷贴器，贴于体表治疗神经性皮炎等疾病。锶会发生衰变，其衰变产物中有钇的同位素，半衰期为28.8年。下列说法正确的是（ ）
A. 该衰变过程质量守恒
B. 的比结合能比衰变产物钇的同位素的比结合能大
C. 衰变所释放电子是由原子核内的中子转变为质子时所产生的
D. 4个原子核经过57.6年后一定还剩余1个原子核
6. 研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封在真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 1对应蓝光，2对应较强的黄光，3对应较弱的黄光
B. 1对应蓝光，2对应较弱的黄光，3对应较强的黄光
C. 2对应蓝光，1对应较弱的黄光，3对应较强的黄光
D. 2对应蓝光，1对应较强的黄光，3对应较弱的黄光
7. 同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波，振幅均为时波刚好传到两点，如图1所示。在x轴上的坐标分别为。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 沿x轴正方向传播的波的波速为，沿负方向传播的波的波速无法确定
B. 时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C. M处质点的起振方向沿y轴正方向
D. 时，平衡位置在N处的质点位移为-
8. 2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（ ）
A. 流经充电桩电流的最大值为600A
B. 输电线的总电阻r消耗的功率为40kW
C. 升压变压器副线圈的电压为15000V
D. 升压变压器匝数比
二、多项选择题（每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。）
9. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转
B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α射线
D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的
10. 氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出2种不同频率的光
B. 从能级直接跃迁到能级辐射出的光子频率最大
C. 氢原子从能级跃迁到能级，其核外电子轨道半径减小，电势能减小，动能增大，原子总能量减小
D. 氢原子在能级时可吸收能量为的光子而发生电离
11. 如图所示， b是理想变压器原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表。若保持原线圈c、d两端所加的交变电压不变，则（ ）
A. 单刀双掷开关保持与连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
B. 单刀双掷开关保持与连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，原线圈输入功率变小
C. 当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小
D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大
12. 光纤通讯使网速得到了大幅提升，光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光纤内芯左端的点以的入射角射入置于真空中的直线光纤内芯，恰好在内芯的侧面（侧面与过O的法线平行）A点发生全反射，如图乙所示。已知内芯的长度为L，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 光纤内芯的折射率比外套的大
B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
C. 内芯对这种激光的折射率为
D. 图乙中光在内芯中传播的时间为
13. 一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向垂直
B. t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大
C. 从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为
D. 线框转动一周产生的焦耳热为
第Ⅱ卷
三、实验题（共14分）
14. 用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）图2中器材和操作最合理的是_______。
（2）用秒表记录的时间如图3所示，则秒表的示数为_______s。
（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是_______。
A. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察
B. 单摆摆动稳定后，在摆球经过最高点时开始计时
C. 用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间为，则单摆的周期为
（4）甲同学利用实验中测得的数据求本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆振动的周期为T，则重力加速度的计算式_______。
（5）北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长的关系，通过网络交流，将两地的实验数据绘制在同一图像中，如图4所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线_______（选填“A”或“B”）
15. 某小组做“测定玻璃的折射率”实验
（1）下列能够提高实验精确程度的措施是_______。
A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖
B. 选用两光学表面平行的玻璃砖
C. 选择的入射角应尽量小些
D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量小些
（2）小红同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面（如图甲所示）向外侧平移了一些（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以图乙中和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。小明同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以图丙中和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）小林同学操作正确，得到如图丁所示的插针结果，请在图丁中画出光路图，并在入射面上标明入射角和折射角，该玻璃砖的折射率_______。
四、计算题（本题共2小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
16. 如图所示，平行的两极板a、b间存在正交的匀强电场和匀强磁场I，正离子以的速度沿极板中线匀速飞出极板，进入匀强磁场区域II，匀强磁场I和匀强磁场II的磁感应强度大小、方向均相同。已知极板板长板间距板间电压（离子比荷不计离子重力，求：
（1）匀强电场电场强度E的大小和匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）撤去磁场I，离子离开电场时速度大小；
（3）撤去磁场I后，要使离子不从边界射出，磁场II的宽度至少为多少。
17. 如图1所示，两根间距的光滑平行导轨PM和QN所在平面与水平面夹角（导轨左端连接阻值的电阻，垂直导轨平面向上的匀强磁场磁感应强度B随时间t的变化关系如图2所示。质量电阻的导体棒ab垂直于导轨放置，棒到导轨左端PQ的距离，导体棒与导轨接触良好，不计导轨的电阻，。
（1）若内ab棒固定，求电阻R上产生焦耳热；
（2）若时释放ab棒，ab棒由静止开始运动至获得最大速度的过程通过ab棒横截面的电荷量，求ab棒获得的最大速度的大小和该过程电阻R上产生的焦耳热。
2023~2024学年度第二学期阶段性质量监测
高二年级物理学科
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。答卷前，考生务必用黑水笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡上相应位置。答题时，务必将答案涂写在答题卡上相应位置。答在试卷上无效。考后请将答题卡交回。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（每题4分，共32分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的）
1. 物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学家们通过实验来探究自然界的物理规律，为人类进步做出了巨大贡献。下列说法符合史实的是（ ）
A. 卢瑟福最先发现了天然放射现象
B. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构
C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
D. 贝克勒尔用α粒子轰击铍核发现了中子
【答案】B
【解析】
【详解】A. 贝克勒尓最先发现了天然放射现象，故A错误；
B. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构，故B正确；
C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D. 查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子，故D错误。
故选B。
2. 下列关于简谐运动和简谐波的说法正确的是（ ）
A. 波在传播过程中，参与振动质点的振动周期等于波源的振动周期
B. 如果波源停止振动，波在介质中的传播也立即停止
C. 只改变单摆（摆角小于）的振幅，其周期也会相应改变
D. 当声源与观察者相互靠近时，观察者所接收波的频率小于声源振动的频率
【答案】A
【解析】
【详解】A．波在传播过程中，参与振动质点的振动周期等于波源的振动周期，故A正确；
B．波是把振动的形式传播出去，如果波源停止振动，已经振动的质点继续把振动形式传播出去，故波的传播不会立即停止，故B错误；
C．根据单摆的周期公式
单摆的周期只与单摆的摆长和当地的重力加速度有关，与振幅无关，故C错误；
D．根据多普勒效应可知，当声源与观察者相互靠近时，观察者所接收波的频率大于声源振动的频率，故D错误。
故选A。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越明显
B. 某气体摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为，则该气体分子的体积为
C. 两个分子的间距从很远处逐渐减小到很难再靠近的过程，分子间的作用力先减小⁻后增大，分子势能先增大后减小
D. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，并且所有分子的速率都增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，各个方向的撞击越不平衡，布朗运动越明显，故A正确；
B．由于气体分子间空隙很大，求不出分子体积，故B错误；
C．两个分子间的距离由很远逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先增大后减小，然后再增大。分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，故C错误；
D．温度升高，分子的平均动能一定增大，但是并非所有分子的速率都增大，个别分子的速率可能减小，故D错误。
故选A。
4. 光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域，下列关于光学现象的说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象
B. 如图乙所示，观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是纵波
C. 让激光束通过两个狭缝，可观察到光屏上出现如图丙所示条纹，该条纹间距相等，且光的波长越大，条纹间距越大
D. 如丁图所示，激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，则实验现象更明显
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图甲所示，肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了薄膜干涉现象，A错误；
B．如图乙所示，观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是横波，B错误；
C．让激光束通过两个狭缝，可观察到光屏上出现如图丙所示干涉条纹，该条纹间距相等，根据 ，光的波长越大，条纹间距越大，C正确；
D．如丁图所示，激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，与空气的折射率越接近，全反射越不明显，若液体的折射率等于空气的折射率，将不发生全反射，D错误。
故选C。
5. 在医学上，可用放射性同位素锶制成表面敷贴器，贴于体表治疗神经性皮炎等疾病。锶会发生衰变，其衰变产物中有钇的同位素，半衰期为28.8年。下列说法正确的是（ ）
A. 该衰变过程质量守恒
B. 的比结合能比衰变产物钇的同位素的比结合能大
C. 衰变所释放的电子是由原子核内的中子转变为质子时所产生的
D. 4个原子核经过57.6年后一定还剩余1个原子核
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变过程释放核能，根据质能方程可知，该衰变过程存在质量亏损，即衰变过程质量减小了，故A错误；
B．衰变过程释放核能，表明生成核比反应核更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，即的比结合能比衰变产物中钇的同位素的比结合能小，故B错误；
C．β衰变的本质是原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从原子核内射出的过程，可知衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故C正确；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对大量原子核适用。故D错误。
故选C。
6. 研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封在真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 1对应蓝光，2对应较强的黄光，3对应较弱的黄光
B. 1对应蓝光，2对应较弱的黄光，3对应较强的黄光
C. 2对应蓝光，1对应较弱的黄光，3对应较强的黄光
D. 2对应蓝光，1对应较强的黄光，3对应较弱的黄光
【答案】D
【解析】
【详解】光电效应发生事，光电子的最大初动能为
蓝光频率高于黄光，所以蓝光产生的光电子的最大初动能要大些，所需要的反向遏制电压也要大些。所以2对应蓝光，而随着正向电压的增加，当所有光电子都到达极板A时，就会使得电流达到饱和，较强的黄光饱和电流要大些，所以1对应的是较强的黄光，3对应的是较弱的黄光。故ABC错误，D正确。
故选D。
7. 同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波，振幅均为时波刚好传到两点，如图1所示。在x轴上的坐标分别为。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 沿x轴正方向传播的波的波速为，沿负方向传播的波的波速无法确定
B. 时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C. M处质点的起振方向沿y轴正方向
D. 时，平衡位置在N处的质点位移为-
【答案】D
【解析】
【详解】A．沿x轴正方向传播的波的波速为
同种介质中波速相同，则沿负方向传播的波的波速也是1m/s。故A错误；
B．波动图中，质点不随波迁移。故B错误；
C．由图甲可知，左边的波先到M处，则质点的起振方向沿y轴负方向。故C错误；
D．P、Q到N点距离一样，则两波同时到达N点，用时
由于两波到N点的振动方向相同，则N点为振动加强点，振幅为10cm。
则N点振动了，所以平衡位置在N处的质点位移为-。故D正确。
故选D。
8. 2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（ ）
A. 流经充电桩电流的最大值为600A
B. 输电线的总电阻r消耗的功率为40kW
C. 升压变压器副线圈电压为15000V
D. 升压变压器的匝数比
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，则流经充电桩电流的有效值为
则流经充电桩电流的最大值为，故A错误；
B．根据降压变压器两端的电流比等于匝数的反比，有
则输电线的总电阻r消耗的功率为
故B正确；
C．降压变压器的输入电压为
则升压变压器副线圈的电压为
故C错误；
D．升压变压器的匝数比
故D错误。
故选B。
二、多项选择题（每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。）
9. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转
B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α射线
D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转，A正确；
B．图乙是光电效应实验，锌板失去电子，张开的验电器指针和锌板都带正电，B错误；
C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，根据左手定则，1带负电为β射线，C错误；
D．图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的，D正确。
故选AD。
10. 氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出2种不同频率的光
B. 从能级直接跃迁到能级辐射出的光子频率最大
C. 氢原子从能级跃迁到能级，其核外电子轨道半径减小，电势能减小，动能增大，原子总能量减小
D. 氢原子在能级时可吸收能量为的光子而发生电离
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．这群氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出不同频率的光为
故A错误；
B．从能级直接跃迁到能级辐射出的光子的能量最大，则频率最大。故B正确；
C．氢原子从能级跃迁到能级，其核外电子轨道半径减小，电势能减小，动能增大。辐射光子，则原子总能量减小。故C正确；
D．氢原子在能级时，发生电离所需要的最小能量为3.4eV。故D正确。
故选BCD。
11. 如图所示， b是理想变压器原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表。若保持原线圈c、d两端所加的交变电压不变，则（ ）
A. 单刀双掷开关保持与连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
B. 单刀双掷开关保持与连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，原线圈输入功率变小
C. 当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小
D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当单刀双掷开关与连接时，在滑动变阻器触头向上移动中，输入电压和匝数不变，输出电压不变，所以电压表的示数不变；电路中电阻增大，电流减小，电流表的示数变小，故A错误；
B．单刀双掷开关保持与连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，输出电压不变，电路中电阻增大，输出功率
减小，理想变压器，输出功率和输入功率相等，故原线圈输入功率变小，故B正确；
C D．当单刀双掷开关由a扳向b，根据
可知n1减小，不变，不变，次级电压变大，电压表示数增大，则当电阻R的滑片P的位置不动时，次级线圈的电流增大，电流表示数增大，次级消耗的功率变大，则a、b端的输入功率增大，故C错误，D正确；
故选BD。
12. 光纤通讯使网速得到了大幅提升，光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光纤内芯左端的点以的入射角射入置于真空中的直线光纤内芯，恰好在内芯的侧面（侧面与过O的法线平行）A点发生全反射，如图乙所示。已知内芯的长度为L，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 光纤内芯的折射率比外套的大
B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
C. 内芯对这种激光的折射率为
D. 图乙中光在内芯中传播的时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．激光在内芯和外套界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A正确；
B．频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据
可知光在光纤中传播的速度越小，故B错误；
C．根据折射定律
根据全反射公式
代入数据解得
故C错误；
D．光在内芯中传播的路程为
光的传播速度大小为
则光在内芯中传播的时间为
故D正确。
故选AD。
13. 一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向垂直
B. t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大
C. 从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为
D. 线框转动一周产生的焦耳热为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图可知，t1、t3时刻穿过线圈的磁通量达到最大，线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于中性面位置，此时感应电动势、感应电流为零，电流方向改变，故A正确；
B．t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，故B正确；
C．从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为
故C错误；
D．线框转动一周产生的焦耳热为
故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷
三、实验题（共14分）
14. 用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）图2中器材和操作最合理的是_______。
（2）用秒表记录的时间如图3所示，则秒表的示数为_______s。
（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是_______。
A. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察
B. 单摆摆动稳定后，在摆球经过最高点时开始计时
C. 用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间为，则单摆的周期为
（4）甲同学利用实验中测得的数据求本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆振动的周期为T，则重力加速度的计算式_______。
（5）北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长的关系，通过网络交流，将两地的实验数据绘制在同一图像中，如图4所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线_______（选填“A”或“B”）
【答案】（1）D （2）96.8
（3）C （4）
（5）B
【解析】
【小问1详解】
实验中应选用密度较大、体积较小的铁球和不可伸缩的轻质细线进行实验，同时为了保证实验过程中摆长不变，所以细线应用夹子固定。
故选D。
【小问2详解】
同学用秒表记录时间为
t=1min＋36.8s=96.8s
【小问3详解】
A．摆长一定的情况下，摆角不能大于5°，故A错误；
B．单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时，故B错误；
C．用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间ts，单摆的周期为
s
故C正确。
故选C。
【小问4详解】
由题意得
得
【小问5详解】
根据
解得
图像的斜率
则图像的斜率越小，重力加速度越大，由于北京的重力加速度大于广州的重力加速度，因此在北京所做实验做出的图像的斜率较小，对应的图线是B。
15. 某小组做“测定玻璃的折射率”实验
（1）下列能够提高实验精确程度的措施是_______。
A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖
B. 选用两光学表面平行的玻璃砖
C. 选择的入射角应尽量小些
D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量小些
（2）小红同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面（如图甲所示）向外侧平移了一些（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以图乙中和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。小明同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以图丙中和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）小林同学操作正确，得到如图丁所示的插针结果，请在图丁中画出光路图，并在入射面上标明入射角和折射角，该玻璃砖的折射率_______。
【答案】（1）A （2） ①. 偏小 ②. 不变
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确；
B．根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，故B错误；
C．入射角不宜过小，如果过小对于测量角度时会造成更大的误差，故C错误；
D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，这样确定的光线方向比较准确，能够提高实验精确程度，故D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1] 小红同学的光路图如图所示
由图可知
其中变大，则减小，即测量值偏小；
[2] 小明同学的光路图如图所示
由图可知
其中角度保持不变，即测量值不变。
【小问3详解】
根据结果画出的光路图如图所示
折射率为
四、计算题（本题共2小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
16. 如图所示，平行的两极板a、b间存在正交的匀强电场和匀强磁场I，正离子以的速度沿极板中线匀速飞出极板，进入匀强磁场区域II，匀强磁场I和匀强磁场II的磁感应强度大小、方向均相同。已知极板板长板间距板间电压（离子比荷不计离子重力，求：
（1）匀强电场电场强度E的大小和匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）撤去磁场I，离子离开电场时速度的大小；
（3）撤去磁场I后，要使离子不从边界射出，磁场II的宽度至少为多少。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据匀强电场的电势差与电场强度关系有
带电粒子沿极板中线匀速飞出极板，由平衡条件有
解得
（2）撤去磁场I，离子离开电场时，在方向有
在电场强度方向上
离子离开电场时速度
解得
（3）设粒子进入磁场时速度与方向所成夹角为，则有
进入磁场II由洛伦兹力提供向心力，有
解得
撤去磁场I后，要使离子不从边界射出，磁场II的宽度至少为
解得
17. 如图1所示，两根间距的光滑平行导轨PM和QN所在平面与水平面夹角（导轨左端连接阻值的电阻，垂直导轨平面向上的匀强磁场磁感应强度B随时间t的变化关系如图2所示。质量电阻的导体棒ab垂直于导轨放置，棒到导轨左端PQ的距离，导体棒与导轨接触良好，不计导轨的电阻，。
（1）若内ab棒固定，求电阻R上产生的焦耳热；
（2）若时释放ab棒，ab棒由静止开始运动至获得最大速度的过程通过ab棒横截面的电荷量，求ab棒获得的最大速度的大小和该过程电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得
通过R的电流为
电阻R上产生的焦耳热
（2）设棒下滑距离为x时速度达到最大。则
联立解得
可得
速度达到最大之后，棒做匀速直线运动，则
解得
从释放到速度最大，由动能定理得
又
联立解得